JP2009045148A - Device for testing bladder cancer and control method of the device - Google Patents

Device for testing bladder cancer and control method of the device Download PDF

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JP2009045148A JP2007212234A JP2007212234A JP2009045148A JP 2009045148 A JP2009045148 A JP 2009045148A JP 2007212234 A JP2007212234 A JP 2007212234A JP 2007212234 A JP2007212234 A JP 2007212234A JP 2009045148 A JP2009045148 A JP 2009045148A
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豪泰 松山
Katsusuke Naito
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of ratings as false positive relative to the visual test; to reduce the time necessary for the image analysis; and to enhance the reproductivity in the bladder cancer test executed by quantifying the intravesical color fluorescent images. <P>SOLUTION: The device for testing bladder cancer is configured to photograph the fluorescence generated in a subject irradiated with an excitation light source 32 which emits excitation light for irradiating the subject by a color CCD image pickup part 20, to analyze the obtained image in an analysis part 42, and to find the R/B ratio. The average density of R, G and B components in coordinate points on a line set within a target examination area for the image is computed by the analysis part 42, and the R/B ratio as an index for the target examination area is obtained from the average density of the R component and the average density of the B component. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、膀胱癌検査装置および膀胱癌検査装置の制御方法に関し、特に蛍光画像について解析処理を行うようにした膀胱癌検査装置および膀胱癌検査装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a bladder cancer inspection apparatus and a bladder cancer inspection apparatus control method, and more particularly to a bladder cancer inspection apparatus and a bladder cancer inspection apparatus control method in which an analysis process is performed on a fluorescence image.

膀胱癌の検査において、プロトポルフィリンIX(PPIX)の前駆体である5−アミノレブリン酸(5−ALA)を膀胱内に注入し、励起光下でポルフィリンの発する赤色の蛍光を観察し膀胱上皮内癌を検出する蛍光膀胱鏡検査が行われている。この方法では目視により色調の変化を検査するため、感度は高いものの特異度が低く、擬陽性が多いことが問題になる。   In the examination of bladder cancer, 5-aminolevulinic acid (5-ALA), which is a precursor of protoporphyrin IX (PPIX), is injected into the bladder, and red fluorescence emitted by the porphyrin is observed under excitation light, and bladder intraepithelial carcinoma Fluorescence cystoscopy to detect is performed. In this method, since a change in color tone is inspected visually, there is a problem that the sensitivity is high but the specificity is low and there are many false positives.

最近では、励起光下で膀胱内部をカラーCCDをもつ撮像装置で撮像して得られた画像の解析により画像におけるRGB成分を求め、特にRG成分の比に着目して擬陽性を判別することが提案されている。   Recently, it has been proposed to determine RGB components in an image by analyzing the image obtained by imaging the inside of the bladder with a color CCD under excitation light, and in particular to identify false positives by focusing on the ratio of RG components Has been.

非特許文献1には、蛍光内視鏡画像の定量化による膀胱癌検査装置について示されている。この膀胱癌検査装置は、膀胱内に5−アミノレブリン酸(5−ALA)を注入した状態でカラーCCDカメラにより撮像された膀胱内カラー蛍光画像を定量化することにより、膀胱癌検査を行うものである。   Non-Patent Document 1 discloses a bladder cancer inspection apparatus based on quantification of fluorescence endoscope images. This bladder cancer test apparatus performs a bladder cancer test by quantifying an intravesical color fluorescent image captured by a color CCD camera in a state where 5-aminolevulinic acid (5-ALA) is injected into the bladder. is there.

5−ALAが注入されることにより細胞内にポルフィリンが蓄積され、悪性の膀胱組織が選択的に染色され、周囲の正常組織との対比が明確になると考えられる。取得された画像はコンピュータの記憶手段に蓄積され、画像解析を行う。画像における赤色成分(R)及び青色成分(B)の濃度について考慮する。赤色成分はプロトポルフィリンIXの蛍光と赤い組織の自発蛍光を示し、青色成分は拡散後方散乱励起光を示すと考えられる。蛍光画像内の選択窓におけるR/B比を求め基準蛍光に対して正規化する。R/Bの閾値を1.1とし、この閾値で判別することにより、擬陽性の評定数を減少させることができる。
D.Zaak他「Quantification of 5−aminolevulinic acid induced fluorescence improves the specificity of bladder cancer detection」(The Journal of Urology,Vol.166,pp.1665−1669,2001年11月)
By injecting 5-ALA, porphyrin is accumulated in the cells, malignant bladder tissue is selectively stained, and contrast with surrounding normal tissue is considered to be clear. The acquired image is stored in the storage means of the computer, and image analysis is performed. Consider the density of the red component (R) and blue component (B) in the image. It is considered that the red component shows the fluorescence of protoporphyrin IX and the spontaneous fluorescence of the red tissue, and the blue component shows the diffuse backscattering excitation light. The R / B ratio in the selected window in the fluorescence image is determined and normalized with respect to the reference fluorescence. By setting the R / B threshold value to 1.1 and making a determination based on this threshold value, the false positive rating constant can be reduced.
D. Zaak et al. “Quantification of 5-aminolevulinic acid induced fluoresceence impulses the specificity of bladed cancer detection, 16th year, 16th year, 16th year.

膀胱上皮内癌は目視による膀胱内視鏡検査だけでは発見し難い。非特許文献1に示されるような膀胱内カラー蛍光画像の定量化による膀胱癌検査においては、視覚によるものに比して擬陽性の評定数を減少させられるのであるが、各検体について取得された画像内の選択窓におけるR/Bを求めるという解析処理に時間を要するものであり、また、得られた結果についての再現性も良好ではなかった。   It is difficult to detect bladder intraepithelial carcinoma by visual inspection of the bladder. In bladder cancer testing by quantification of intravesical color fluorescent images as shown in Non-Patent Document 1, false positive rating constants can be reduced compared to visual ones, but images acquired for each specimen The analysis process of obtaining R / B in the selected window requires time, and the reproducibility of the obtained results was not good.

本発明は前述した課題を解決すべくなしたものであり、本発明による膀胱癌検査装置は、被検体に照射するための励起光を発する励起光源を少なくとも有する照明部と、該照明部からの光を被検体に照射するための光伝達手段及び被検体の発する蛍光による像を伝達する光伝達手段とを内蔵した膀胱内視鏡部と、該膀胱内視鏡部に取り付けられ前記蛍光による像を撮像する撮像部と、該撮像部により取得された画像について画像解析処理を行う画像解析処理部とを備えてなり、前記画像解析処理部は前記取得された画像の検査対象領域内に設定された線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求め、R成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから前記検査対象領域についての指標となるR/B比を求めるようにしたものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a bladder cancer inspection apparatus according to the present invention includes an illumination unit having at least an excitation light source that emits excitation light for irradiating a subject, A bladder endoscope unit including a light transmission unit for irradiating the subject with light and a light transmission unit for transmitting an image of fluorescence emitted by the subject, and an image of the fluorescence attached to the bladder endoscope unit And an image analysis processing unit that performs image analysis processing on the image acquired by the imaging unit, and the image analysis processing unit is set in an inspection target region of the acquired image. R, G, and B component density average values at each coordinate point on the line are obtained, and an R / B ratio that is an index for the inspection target area is obtained from the R component density average value and the B component density average value. It is what

また、本発明による膀胱癌検査装置は、被検体に照射するための励起光を発する励起光源を少なくとも有する照明部と、該照明部からの光を被検体に照射するための光伝達手段及び被検体の発する蛍光による像を伝達する光伝達手段とを内蔵した膀胱内視鏡部と、該膀胱内視鏡部に取り付けられ前記蛍光による像を撮像する撮像部と、該撮像部により取得された画像について画像解析処理を行う画像解析処理部とを備えてなり、前記画像解析処理部は前記取得された画像の検査対象領域内に設定された複数の異なる線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求め、前記複数の線についてのR成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから各線についてのR/B比を求め、各線についてのR/B比の平均値を最終的に前記検査対象領域についての指標となるR/B比として求めるようにしたものとしてもよい。   In addition, the bladder cancer examination apparatus according to the present invention includes an illumination unit having at least an excitation light source that emits excitation light for irradiating a subject, a light transmission unit for irradiating the subject with light from the illumination unit, and a subject. Acquired by a bladder endoscope unit including a light transmission means for transmitting an image by fluorescence emitted from a specimen, an imaging unit attached to the bladder endoscope unit and imaging the image by fluorescence, and acquired by the imaging unit An image analysis processing unit that performs image analysis processing on the image, and the image analysis processing unit performs R, G, and R at each coordinate point on a plurality of different lines set in the inspection target region of the acquired image. An average value of the B component is obtained, an R / B ratio for each line is obtained from the average value of the R component and the average concentration of the B component for the plurality of lines, and an average value of the R / B ratio for each line. The final inspection object It may be those as determined as an index to become R / B ratio for frequency.

前記画像解析処理部において求められたR/B比をあらかじめ規定された閾値と比較することにより前記検査対象領域の部位が正常の部位か腫瘍の部位かを判別するようにしてもよい。   You may make it discriminate | determine whether the site | part of the said test object area | region is a normal site | part or a tumor site | part by comparing R / B ratio calculated | required in the said image analysis process part with the threshold value prescribed | regulated previously.

前記照明部が励起光源と観察用光源とを備えており、切り換え操作により選択的に使用できるようにしてもよい。   The illumination unit may include an excitation light source and an observation light source, and may be selectively used by a switching operation.

本発明による膀胱癌検査装置の制御方法は、励起光源から発せられた励起光を被検体に照射した結果として生じた蛍光による像を撮像して取得された画像について画像解析処理部において解析処理を行ようにした膀胱癌検査装置の制御方法であって、前記取得された画像の検査対象領域内に設定された線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求めることと、R成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから前記検査対象領域についての指標となるR/B比を求めることとからなるものである。   According to the method for controlling a bladder cancer inspection apparatus according to the present invention, an image analysis processing unit analyzes an image obtained by capturing an image of fluorescence generated as a result of irradiating a subject with excitation light emitted from an excitation light source. A method for controlling a bladder cancer inspection apparatus, wherein the concentration average values of R, G, and B components at each coordinate point on a line set in the inspection target region of the acquired image are obtained; The R / B ratio serving as an index for the inspection target region is obtained from the average density value of the R component and the average density value of the B component.

また、本発明による膀胱癌検査装置の制御方法は、励起光源から発せられた励起光を被検体に照射した結果として生じた蛍光による像を撮像して取得された画像について画像解析処理部において解析処理を行ようにした膀胱癌検査装置の制御方法であって、前記取得された画像の検査対象領域内に設定された複数の異なる線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求めることと、前記複数の線についてのR成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから各線についてのR/B比を求め、各線についてのR/B比の平均値を最終的に前記検査対象領域についての指標となるR/B比として求めることとからなるものとしてもよい。   In addition, the method for controlling the bladder cancer inspection apparatus according to the present invention includes an image analysis processing unit that analyzes an image obtained by capturing an image of fluorescence generated as a result of irradiating a subject with excitation light emitted from an excitation light source. A method for controlling a bladder cancer inspection apparatus that performs processing, wherein the concentration average values of R, G, and B components at each of coordinate points on a plurality of different lines set in an inspection target region of the acquired image And calculating the R / B ratio for each line from the R component density average value and the B component density average value for the plurality of lines, and finally calculating the R / B ratio average value for each line. It is good also as what consists of calculating | requiring as R / B ratio used as the parameter | index about the said test object area | region.

前記求められたR/B比をあらかじめ規定された閾値と比較することにより前記検査対象領域の部位が正常の部位か腫瘍の部位かを判別するようにしてもよい。   The obtained R / B ratio may be compared with a predetermined threshold value to determine whether the region of the examination target region is a normal region or a tumor region.

本発明においては、検査対象領域内に設定された直線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値からR/B比を求めることにより、画像解析処理に要する時間が少なく、臨床応用においてリアルタイム的に検査対象領域の性状判別を行うことができ、また、精度よく再現性の高い検査を行うことが可能になる。   In the present invention, the time required for image analysis processing is reduced by obtaining the R / B ratio from the density average values of the R, G, and B components at each coordinate point on the straight line set in the examination target region, and clinical In application, it is possible to determine the property of the inspection target area in real time, and to perform inspection with high accuracy and high reproducibility.

本発明による膀胱癌検査装置を用いた膀胱癌検査においては、被検体に励起光を照射しその結果生じた蛍光を内視鏡に取り付けられたカラーCCD撮像部により撮像して得られた画像を解析処理することにより、擬陽性を低下させ特異度を向上させる。   In bladder cancer examination using the bladder cancer examination apparatus according to the present invention, an image obtained by irradiating a subject with excitation light and imaging the resulting fluorescence by a color CCD imaging unit attached to an endoscope is obtained. By performing the analysis process, false positives are reduced and specificity is improved.

図1は、本発明による膀胱癌検査装置の構成を示しており、この膀胱癌検査装置は、全体としては膀胱内視鏡10、カラーCCD撮像部20、照明光源部30、制御解析部40、表示部50を備えている。   FIG. 1 shows a configuration of a bladder cancer inspection apparatus according to the present invention. This bladder cancer inspection apparatus includes a bladder endoscope 10, a color CCD imaging unit 20, an illumination light source unit 30, a control analysis unit 40, as a whole. A display unit 50 is provided.

内視鏡10は挿入部11、操作部12、接眼部13からなり、内側に挿通されたイメージガイドファイバ14、照明光ガイトファイバ15を有している。イメージガイドファイバ14は挿入部先端におけるレンズを通じて被検体の像を接眼部13に伝送する。照明光ガドファイバ15は照明光源部30からの照明光を先端部先端に導き、照明光源部30と操作部12との間の部分はシース内に挿入されている。   The endoscope 10 includes an insertion portion 11, an operation portion 12, and an eyepiece portion 13, and has an image guide fiber 14 and an illumination light guide fiber 15 inserted inside. The image guide fiber 14 transmits an image of the subject to the eyepiece unit 13 through a lens at the distal end of the insertion unit. The illumination light gad fiber 15 guides illumination light from the illumination light source unit 30 to the distal end, and a portion between the illumination light source unit 30 and the operation unit 12 is inserted into the sheath.

膀胱内視鏡の接眼部13にカラーCCD撮像部20が取り付けられる。内視鏡のイメージガイドファイバ14により伝送された被検体の像がフィルタ21を介してレンズ22によりCCD23面上に結像する。CCD23により生成された画像信号は制御解析部40に移送される。フィルタ21は440nm以上の波長のみを透過するものを用いる。   A color CCD imaging unit 20 is attached to the eyepiece 13 of the bladder endoscope. An image of the subject transmitted by the image guide fiber 14 of the endoscope is formed on the surface of the CCD 23 by the lens 22 through the filter 21. The image signal generated by the CCD 23 is transferred to the control analysis unit 40. A filter 21 that transmits only a wavelength of 440 nm or more is used.

照明光源部30は観察用光源31と励起光源32を有しており、切換用ミラー33により切り換えられるようになっている。観察用光源31はキセノンランプ等の白色光源であり、励起光源32は波長380〜440nmのD−ライト光源等が用いられる。   The illumination light source unit 30 has an observation light source 31 and an excitation light source 32 and is switched by a switching mirror 33. The observation light source 31 is a white light source such as a xenon lamp, and the excitation light source 32 is a D-light light source having a wavelength of 380 to 440 nm.

制御解析部40はCCD撮像部20、照明光源部30の動作を制御し、被検体の画像を取得する制御部41と、取得された画像について画像解析処理を行う解析処理部42とを有し、取得された画像、解析処理過程における画像データを保持する記憶手段を備えている。制御部41は照明光源部30の光源切り換え、発光の動作制御を行い、励起光の発光にタイミングを合わせてCCD撮像部20により撮像を行い画像を取得する制御を行い、また、取得された画像のデータを解析処理部41に転送するように制御する。 解析処理部42においては、励起光源32を被検体に照射した状態でCCD撮像部20での撮像により取得された蛍光画像について、RGBの各成分の濃度からR成分の濃度とB成分の濃度との比(R/B比)を求める。表示部50は、取得された画像、解析処理結果等を表示するものである。   The control analysis unit 40 includes a control unit 41 that controls the operation of the CCD imaging unit 20 and the illumination light source unit 30 and acquires an image of the subject, and an analysis processing unit 42 that performs image analysis processing on the acquired image. Storage means for holding the acquired image and image data in the analysis process. The control unit 41 performs light source switching and light emission operation control of the illumination light source unit 30, performs control of capturing an image by the CCD image capturing unit 20 in synchronization with the emission of excitation light, and acquires an image. Are controlled to be transferred to the analysis processing unit 41. In the analysis processing unit 42, with respect to the fluorescence image acquired by imaging with the CCD imaging unit 20 with the excitation light source 32 irradiated to the subject, the R component density and the B component density are determined from the RGB component densities. The ratio (R / B ratio) is obtained. The display unit 50 displays the acquired image, analysis processing result, and the like.

照明光源部30における励起光源32は380〜440nmの波長の励起光を発する光源を用いる。プロトポルフィリンIX(PPIX)の前駆体である5−アミノレブリン酸(5−ALA)を検査の2時間程度前に膀胱内に注入した状態で励起光を照射すると、それより長波長側の蛍光を発する。これは細胞のミトコンドリア内の合成経路に取り込まれた5−ALAがPPIXとなり、400nmの光により励起されて蛍光を発するものと言える。   The excitation light source 32 in the illumination light source unit 30 uses a light source that emits excitation light having a wavelength of 380 to 440 nm. When excitation light is irradiated with 5-aminolevulinic acid (5-ALA), a precursor of protoporphyrin IX (PPIX), injected into the urinary bladder about 2 hours before the test, it emits longer wavelength fluorescence. . It can be said that 5-ALA incorporated into the synthetic pathway in the mitochondria of cells becomes PPIX, and is excited by 400 nm light to emit fluorescence.

カラーCCDを有する撮像部においては、440nmより長波長側の光を透過させて撮像し、取得された画像のRGB成分の濃度を求める。励起光と蛍光のスペクトル特性は例えば図2のような形になる。Eは励起光(380〜440nm)であり、Fは励起光により生じたより長波長側の蛍光のスペクトルである。観測する側においては、440nm以下の波長成分をカットするフィルタを透過させることにより、蛍光の成分のみを受けるようにすることができる。   In an imaging unit having a color CCD, imaging is performed by transmitting light having a wavelength longer than 440 nm, and the density of RGB components of the acquired image is obtained. For example, the spectral characteristics of the excitation light and the fluorescence are as shown in FIG. E is excitation light (380 to 440 nm), and F is a spectrum of fluorescence on the longer wavelength side generated by excitation light. On the observing side, only the fluorescence component can be received by transmitting through a filter that cuts a wavelength component of 440 nm or less.

蛍光の成分のうち、R成分は波長が730nm前後でピークになり、癌などの組織に取り込まれた蛍光物質PPIXが380〜440nmの光源からの励起光に反応して発する蛍光である。癌の他にも炎症組織、異型上皮(癌の1歩手前の異常組織)などでも赤色に見え、また励起光が膀胱粘膜に接線方向にあたった場合でも赤色に見える場合がある。   Among the fluorescent components, the R component has a peak at a wavelength of around 730 nm, and the fluorescent material PPIX taken into the tissue such as cancer emits fluorescence in response to excitation light from a light source of 380 to 440 nm. In addition to cancer, inflamed tissue, atypical epithelium (abnormal tissue one step before cancer), etc. may appear red, and even when the excitation light is tangential to the bladder mucosa, it may appear red.

B成分は波長が400nm前後の後方散乱吸収光であり、蛍光膀胱鏡検査の際、励起光そのものの色で、いわばノイズの色と考えられる。また、G成分は自己蛍光であり、PPIXの吸収の有無にかかわらず、組織そのものから発する微弱な蛍光である。   The B component is backscattered absorption light having a wavelength of around 400 nm, and is considered to be the color of excitation light, that is, the color of excitation light itself during fluorescent cystoscopy. The G component is autofluorescence and is weak fluorescence emitted from the tissue itself regardless of whether PPIX is absorbed or not.

膀胱癌の検査における指標としては、PPIXからの蛍光であるR成分と、ノイズの色と言えるB成分との比を考えることが有用である。R/B比はオーディオやビデオにおける記録・再生の性能を表す指標として用いられる信号/ノイズの比(S/N比)に類する形でとらえられよう。   As an index in the examination of bladder cancer, it is useful to consider the ratio between the R component that is fluorescence from PPIX and the B component that can be said to be the color of noise. The R / B ratio can be understood in a form similar to the signal / noise ratio (S / N ratio) used as an index representing the performance of recording and reproduction in audio and video.

撮像部において取得された被検体についての画像においてはR、G、Bの各成分の濃度が分布しており、腫瘍の部位と正常の部位とを含んでいる。このうち、図3に示すように検査しようとする画像中の領域Dを選択し、この領域中において複数の異なる直線L1,L2を設定する。これらの直線を濃度断面として、直線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度の平均値をそれぞれ求め、次いでR成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから、その直線でのR/B比を求める。複数の直線についてのR/B比の平均値を領域Dについて最終的なR/B比として求める。   In the image of the subject acquired by the imaging unit, the concentrations of the R, G, and B components are distributed, and include a tumor site and a normal site. Among these, as shown in FIG. 3, a region D in the image to be inspected is selected, and a plurality of different straight lines L1 and L2 are set in this region. Using these straight lines as the density cross section, the average values of the R, G, and B component concentrations at each coordinate point on the straight line are obtained, and then, from the R component density average value and the B component density average value, The R / B ratio is obtained. An average value of R / B ratios for a plurality of straight lines is obtained as a final R / B ratio for the region D.

種々の被検体の部位について画像解析によりR/B比を求め、また別途検査により同じ被検体の部位について正常部であるか、腫瘍部であるかを確認する。図4は正常部と腫瘍部との各部位について画像解析によりR/B比を求めた結果を示すものであり、症例数が21例、検体数が正常部22検体、腫瘍部47検体について検査を行い、求められたR/B比の分布を正常部と主要部とに分けて示したものである。横軸は病理組織学的な良性(正常部)と悪性(腫瘍部)とをカテゴリー分けしたものであり、両者において中央の長い横線は平均値となる値、その上下の短い横線は標準誤差となる値を示し、これらの横線の端点を通る線で規定されるダイアモンド形状の上下の範囲、すなわち平均値から上下に平均誤差までの間隔の2倍までの範囲がR/B比の平均値の95%信頼限界範囲を表すものである。この分布図から、正常部と腫瘍部とではR/B比の大きさが異なるものであり、R/B比の値は正常部では低く、腫瘍部では高くなっており、閾値を1.1として両者を分けられるようになることがわかる。   The R / B ratio is obtained by image analysis for various parts of the subject, and whether the part of the same subject is a normal part or a tumor part is confirmed by a separate examination. FIG. 4 shows the results of the R / B ratio obtained by image analysis for each part of the normal part and the tumor part. The number of cases is 21, the number of specimens is 22 normal parts, and the tumor part is 47 specimens. The R / B ratio distribution obtained is divided into a normal part and a main part. The horizontal axis categorizes histopathological benign (normal part) and malignant (tumor part). In both, the long horizontal line in the center is the average value, and the short horizontal lines above and below the standard error The upper and lower ranges of the diamond shape defined by the lines passing through the end points of these horizontal lines, that is, the range up to twice the interval from the average value to the average error up and down is the average value of the R / B ratio. It represents the 95% confidence limit range. From this distribution chart, the normal part and the tumor part have different R / B ratios, and the R / B ratio value is low in the normal part and high in the tumor part. It can be seen that both can be separated.

このことから、膀胱検査装置の画像解析処理部においては、被検体について取得された画像の画像解析処理により、R/B比を求め、それをもとに検査対象部位の性状を判断するために用いることができるとともに、さらにR/B比の値を閾値1.1と比較することにより当該部位が正常な部位か、腫瘍のある部位かを判別するようにすることができる。   From this, the image analysis processing unit of the bladder examination apparatus obtains the R / B ratio by image analysis processing of the image acquired for the subject and determines the property of the examination target part based on the R / B ratio. In addition, the R / B ratio value can be compared with the threshold value 1.1 to determine whether the site is a normal site or a site with a tumor.

実際に行った59の被検体についての検査で、複数の直線間でのR/B比の誤差率(複数の直線のR/B比の差を平均R/B比で除した値)は約10%程度であって比較的小さい。そのため、1本の直線について求めたR/B比でも被検体の判別に用いられるが、複数の異なる直線についてそれぞれ求めたR/B比の平均をとった値を用いることによって、より精度よい指標とすることができ再現性の高い評価がなされる。   In the actual examination of 59 specimens, the error rate of the R / B ratio between a plurality of straight lines (the value obtained by dividing the R / B ratio difference of the plurality of straight lines by the average R / B ratio) is about It is about 10% and relatively small. For this reason, the R / B ratio obtained for one straight line is also used to discriminate the subject, but by using the average value of the R / B ratios obtained for a plurality of different straight lines, a more accurate index can be used. Can be evaluated with high reproducibility.

画像中の領域D内に1本または複数本の直線を設定し直線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度の平均値を求め、それからR/B比を求めることは、汎用コンピュータにおいて一般的な画像解析ソフト(例えばルミナビジョン:三谷商事)を備えることによりなされる。このように、画像解析によりR/Bを求めるために領域D中に設定するのは直線とは限らず、連続的な曲線状であっても、その曲線に沿った各座標点におけるR、B、G成分の濃度の平均値から同様にR/B比が求められるものである。   It is a general-purpose computer to set one or a plurality of straight lines in a region D in an image, obtain an average value of density of R, G, B components at each coordinate point on the straight line, and obtain an R / B ratio therefrom. Is provided with general image analysis software (for example, Lumina Vision: Mitani Corporation). As described above, in order to obtain R / B by image analysis, the setting in the region D is not limited to a straight line. R and B at each coordinate point along the curve are not limited to a straight line. Similarly, the R / B ratio is obtained from the average value of the concentrations of the G components.

また、本発明においては、検査対象領域内に設定された直線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値からR/B比を求めるという演算を行うのであり、画像解析処理に要する時間が少なく、臨床応用を考えたときにリアルタイム的に検査対象領域の性状判別を行うことができるという意味で有用である。   Further, in the present invention, an operation of obtaining the R / B ratio from the density average value of the R, G, and B components at each coordinate point on the straight line set in the inspection target region is performed. It takes less time and is useful in the sense that it can be used to determine the properties of a region to be examined in real time when considering clinical application.

本発明は、被検体からの蛍光による蛍光画像を解析処理し、検査対象領域についての指標となるR/B比を求めるようにした膀胱癌検査装置であり、また、このような膀胱癌検査装置により検査対象領域についての指標となるR/B比を求めるように制御する方法でもある。   The present invention is a bladder cancer inspection apparatus that analyzes a fluorescence image of fluorescence from a subject and obtains an R / B ratio that serves as an index for a region to be inspected, and such a bladder cancer inspection apparatus. This is also a method of controlling so as to obtain an R / B ratio as an index for the inspection target region.

本発明による膀胱癌検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the bladder cancer test | inspection apparatus by this invention. 励起光源と被検体からの蛍光とのスペクトルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the spectrum of an excitation light source and the fluorescence from a subject. 取得された画像の検査対象領域に設定された直線を示す図である。It is a figure which shows the straight line set to the test | inspection area | region of the acquired image. 被検体の正常な部位、腫瘍のある部位についてのR/B比の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of R / B ratio about the normal site | part of a subject, and the site | part with a tumor.

符号の説明Explanation of symbols

10 膀胱内視鏡
11 挿入部
12 操作部
13 接眼部
14 イメージガイドファイバ
15 照明光ガイドファイバ
20 カラーCCD撮像部
21 フィルタ
22 レンズ
23 CCD
30 照明光源部
31 観察用光源
32 励起光源
33 切換用ミラー
40 制御解析部
41 制御部
42 解析処理部
50 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bladder endoscope 11 Insertion part 12 Operation part 13 Eyepiece part 14 Image guide fiber 15 Illumination light guide fiber 20 Color CCD imaging part 21 Filter 22 Lens 23 CCD
30 Illumination light source unit 31 Observation light source 32 Excitation light source 33 Switching mirror 40 Control analysis unit 41 Control unit 42 Analysis processing unit 50 Display unit

Claims (7)

被検体に照射するための励起光を発する励起光源を少なくとも有する照明部と、該照明部からの光を被検体に照射するための光伝達手段及び被検体の発する蛍光による像を伝達する光伝達手段とを内蔵した膀胱内視鏡部と、該膀胱内視鏡部に取り付けられ前記蛍光による像を撮像する撮像部と、該撮像部により取得された画像について画像解析処理を行う画像解析処理部とを備えてなり、前記画像解析処理部は前記取得された画像の検査対象領域内に設定された線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求め、R成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから前記検査対象領域についての指標となるR/B比を求めるようにしたことを特徴とする膀胱癌検査装置。 An illumination unit having at least an excitation light source that emits excitation light for irradiating the subject, light transmission means for irradiating the subject with light from the illumination unit, and light transmission for transmitting an image of fluorescence emitted by the subject A bladder endoscope unit having a built-in means, an imaging unit attached to the bladder endoscope unit for capturing an image of the fluorescence, and an image analysis processing unit for performing an image analysis process on an image acquired by the imaging unit The image analysis processing unit obtains a density average value of R, G, and B components at each coordinate point on a line set in the inspection target area of the acquired image, and a density average of the R component An R / B ratio that serves as an index for the region to be inspected is calculated from the value and the concentration average value of the B component. 被検体に照射するための励起光を発する励起光源を少なくとも有する照明部と、該照明部からの光を被検体に照射するための光伝達手段及び被検体の発する蛍光による像を伝達する光伝達手段とを内蔵した膀胱内視鏡部と、該膀胱内視鏡部に取り付けられ前記蛍光による像を撮像する撮像部と、該撮像部により取得された画像について画像解析処理を行う画像解析処理部とを備えてなり、前記画像解析処理部は前記取得された画像の検査対象領域内に設定された複数の異なる線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求め、前記複数の線についてのR成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから各線についてのR/B比を求め、各線についてのR/B比の平均値を最終的に前記検査対象領域についての指標となるR/B比として求めるようにしたことを特徴とする膀胱癌検査装置。 An illumination unit having at least an excitation light source that emits excitation light for irradiating the subject, light transmission means for irradiating the subject with light from the illumination unit, and light transmission for transmitting an image of fluorescence emitted by the subject A bladder endoscope unit having a built-in means, an imaging unit attached to the bladder endoscope unit for capturing an image of the fluorescence, and an image analysis processing unit for performing an image analysis process on an image acquired by the imaging unit The image analysis processing unit obtains an average value of density of R, G, and B components at each coordinate point on a plurality of different lines set in the inspection target region of the acquired image, and The R / B ratio for each line is obtained from the average density value of the R component and the average density value of the B component, and the average value of the R / B ratio for each line is finally used as an index for the region to be inspected. R / B ratio Bladder Cancer inspection apparatus is characterized in that so as to obtain. 前記画像解析処理部において求められたR/B比をあらかじめ規定された閾値と比較することにより前記検査対象領域の部位が正常の部位か腫瘍の部位かを判別するようにしたことを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の膀胱癌検査装置。 The R / B ratio obtained in the image analysis processing unit is compared with a predetermined threshold value to determine whether the region to be examined is a normal region or a tumor region. The bladder cancer inspection apparatus according to claim 1 or 2. 前記照明部が励起光源と観察用光源とを備えており、切り換え操作により選択的に使用できるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の膀胱癌検査装置。 The bladder cancer examination apparatus according to claim 1, wherein the illumination unit includes an excitation light source and an observation light source, and can be selectively used by a switching operation. 励起光源から発せられた励起光を被検体に照射した結果として生じた蛍光による像を撮像して取得された画像について画像解析処理部において解析処理を行ようにした膀胱癌検査装置の制御方法であって、前記取得された画像の検査対象領域内に設定された線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求めることと、R成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから前記検査対象領域についての指標となるR/B比を求めることとからなることを特徴とする膀胱癌検査装置の制御方法。 A method for controlling a bladder cancer inspection apparatus in which an image analysis processing unit analyzes an image acquired by capturing an image of fluorescence generated as a result of irradiating a subject with excitation light emitted from an excitation light source. And determining an average density value of R, G, and B components at each coordinate point on a line set in the inspection target area of the acquired image; and an average density value of the R component and an average density of the B component A method for controlling a bladder cancer inspection apparatus, comprising: obtaining an R / B ratio that serves as an index for the examination region from a value. 励起光源から発せられた励起光を被検体に照射した結果として生じた蛍光による像を撮像して取得された画像について画像解析処理部において解析処理を行ようにした膀胱癌検査装置の制御方法であって、前記取得された画像の検査対象領域内に設定された複数の異なる線上の各座標点におけるR、G、B成分の濃度平均値を求めることと、前記複数の線についてのR成分の濃度平均値とB成分の濃度平均値とから各線についてのR/B比を求め、各線についてのR/B比の平均値を最終的に前記検査対象領域についての指標となるR/B比として求めることとからなることを特徴とする膀胱癌検査装置の制御方法。 A method for controlling a bladder cancer inspection apparatus in which an image analysis processing unit analyzes an image acquired by capturing an image of fluorescence generated as a result of irradiating a subject with excitation light emitted from an excitation light source. And determining an average density value of R, G, and B components at each coordinate point on a plurality of different lines set in the inspection target area of the acquired image, and calculating an R component of the plurality of lines. The R / B ratio for each line is obtained from the density average value and the B component density average value, and the average value of the R / B ratio for each line is finally used as an R / B ratio that serves as an index for the region to be inspected. A method for controlling a bladder cancer testing apparatus, comprising: 前記求められたR/B比をあらかじめ規定された閾値と比較することにより前記検査対象領域の部位が正常の部位か腫瘍の部位かを判別するようにしたことを特徴とする請求項5または6のいずれか1項に記載の膀胱癌検査装置の制御方法。


7. The method according to claim 5, wherein the determined R / B ratio is compared with a predetermined threshold value to determine whether the region to be inspected is a normal region or a tumor region. The control method of the bladder cancer test | inspection apparatus of any one of these.


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